건물의 고층화로 촉발된 도심의 초고층화 흐름은 윤택한 삶을 제공하는 이면으로 재난발생시 대응책 마련의 부재로 인한 안전측면의 문제점을 내포하고 있는게 현실이다. 특히 (초)고층 건물내 재실자의 피난에 대한 관점으로 고려했을 때, 옥상으로 대피한 피난자의 대피 이후의 생존수단에 대한 대책이 부족하다.
본 연구에서는 옥상 피난자의 옥상으로의 피난 이후 최종 생존을 위한 피난에 대한 대책을 중심으로 이루어졌다. 먼저 현재 사용하고 있는 피난기구의 문제점에 대해 분석하였다. (초)고층 건물에 적용할 수 있는 현행법규상의 피난기구가 부족하다는 점, 헬기에 의한 구조가 제한적이라는 점을 통하여 옥상으로 피난한 피난자의 최종 생존을 보장할 수 있는 피난기구가 부족하다는 판단을 내렸다. 옥상 피난자의 생존 수단이 사실상 전무한 현상황의 보완을 위해 실용성을 바탕으로 건물간 피난 설비를 고안하였다.
건물간 피난설비는 피난다리 형태의 피난기구로써 인접 건물로의 연결을 통해 최종 피난을 유도함으로써 피난자의 최종 생존수단을 보장하여 건물의 화재에서 옥상으로 대피한 피난자들이 고립되지 않게 탈출 할 수 있다. 이와 같은 건물간 피난설비의 구조적인 안정성을 확인하기 위해 피난다리를 모델링하고 구조해석 시뮬레이션 프로그램인 Solidworks Simulation을 이용해 구조해석을 수행하였다. 건물간 피난설비의 목적은 옥상으로 대피한 피난자들이 안전하게 화재가 발생한 건축물의 외부로 탈출하는 것이므로 건물간 피난설비가 인접건물로 피난다리를 전개하는 과정과 피난자들이 인접건물로 이동하는 과정에서 충분한 안정성이 확인되어야하기 때문이다. 따라서 건물간 피난설비가 인접건물로 피난다리를 전개하는 과정인 '작동중' 상태와 인접건물로 피난다리가 연결되어 피난자들이 이동하는 단계인 '피난 중' 상태로 각각의 상태별로 적절한 해석 조건을 수립하여 시뮬레이션을 진행하였다.
'작동중' 상태는 외팔보 형태의 구조에서 피난다리 자체 중량에 대한 변위와 응력발생을 집중적으로 고려하였다. 시뮬레이션을 통해 초기 모델에서 3차례 구조 보완과 개선을 통해 변위와 최대인장응력에 대해 수립한 성능 조건을 만족할 수 있었다.
'피난중' 상태는 '작동중' 상태의 구조적 안정성이 확보된 후에 수행하였고 양단지지보 구조에서 피난다리의 자체 중량과 인접 건물로 이동하는 피난자들로 인한 하중을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 수립한 성능 조건에 만족하는 결과를 확인할 수 있었다.
본 연구에서 제안하는 건물간 피난설비는 법적인 고도제한으로 인접건물들의 높이가 같거나 유사한 고층 건축물 단지에서 화재발생시 옥상으로 대피한 피난자들의 안전성 확보에 기여할 수 있다. 또한 고층 건축물에서 화재발생시 건물의 출입구로 탈출하는 수직적인 피난과 건물의 옥상에서 건물간 피난설비를 통해 인접건물의 옥상으로 탈출 할 수 있는 수평적인 피난으로 2방향의 피난을 가능케 한다. 본 연구에서 제안하는 건물간 피난설비의 실제 적용은 개발과정을 통해 명확한 형상을 토대로 다양한 방법의 구조해석으로 안정성 확인이 필요하다.